Application calcul électronique : 18 outils et exemples

Oui, il existe une application de calcul électronique pour ton téléphone qui fait exactement ces calculs : l'écran Outils de BlueGrays regroupe 18 outils en quatre sections : Résistances, Calculateurs, Condensateurs et inductances et Référence. Sept sont gratuits (Code couleur, Code CMS, Loi d'Ohm, Résistance de LED, Code de condensateur, Code d'inductance, Tensions des LED) et 11 sont Premium. Neuf des outils Premium s'ouvrent aussi pour les utilisateurs gratuits sous forme de Calcul d'exemple : tu vois l'outil fonctionner avec des valeurs déjà saisies, et il faut Premium pour entrer les tiennes. En bref, lire la valeur d'une résistance à ses couleurs, trouver combien d'ohms mettre devant une LED ou calculer un courant avec la loi d'Ohm ne coûte rien ; les calculs de conception comme le pont diviseur, le 555, l'autonomie de batterie et les temps RC sont du côté Premium.

La théorie de la loi d'Ohm, des montages en série et en parallèle et du condensateur est expliquée dans des articles à part : loi d'Ohm, calcul des résistances en série et en parallèle et qu'est-ce qu'un condensateur. Cet article ne reprend pas la théorie, il présente les outils eux-mêmes. D'abord, on regarde comment l'écran est organisé et la liste complète des 18 outils, puis on résout sept exemples pas à pas, avec les nombres que l'application t'affichera : code couleur, code CMS, résistance de LED, pont diviseur, signal carré avec le 555, autonomie d'un ESP32 et constante de temps RC. À la fin, tu trouveras les calculs enregistrés, les références de brochage et de transistors, un tableau des outils par cours et une liste du type « j'ai X, quel outil j'ouvre ? ».

Où se trouve l'écran Outils et comment est-il organisé ?

L'écran Outils s'ouvre quand tu touches l'onglet Outils dans la barre du bas de l'application. Tout en haut se trouve une zone de recherche marquée Chercher : résistance, LED, 555…, en dessous une bande Utilisés récemment avec les outils déjà ouverts, puis les cartes d'outils en quatre sections. Les outils Premium portent une petite étiquette Premium sur leur carte, ce qui te permet de voir lesquels sont gratuits sans les ouvrir. Tout en bas de la liste, il y a une carte Il te manque un outil ? avec le bouton Proposer. L'ordre des sections suit les questions qu'on se pose à l'établi : d'abord identifier le composant qu'on a en main, ensuite calculer le circuit, enfin consulter une table. Voici le contenu de chaque section :

18 outils d'électronique : ce qu'ils calculent et lesquels sont gratuits

Exemple 1 : lire une résistance de 220 Ω avec le code couleur

1. Ouvre l'outil Code couleur, reste sur l'onglet Des couleurs à la valeur et choisis 4 anneaux.
2. Tiens la résistance avec l'anneau doré à droite et saisis les couleurs de gauche à droite : anneau 1 rouge (2), anneau 2 rouge (2), anneau 3 marron (multiplicateur ×10), anneau 4 or (tolérance 5 %).
3. L'outil donne 22 × 10 = 220 Ω ±5 % et affiche aussi la plage de tolérance : 209–231 Ω.
4. Sur le même écran, tu vois dans quelles séries normalisées se trouve la valeur : 220 Ω est une valeur très courante des séries E6, E12 et E24.
5. Pour en être sûr, mesure la résistance sur le calibre ohmmètre de ton multimètre ; une mesure entre 209 et 231 Ω confirme que tu as bien lu les couleurs.

Cela marche aussi dans l'autre sens : tape une valeur comme 220, 4k7, 4,7k ou 1M2 dans l'onglet De la valeur aux couleurs et l'outil dessine les anneaux. Si tu saisis une valeur impossible à écrire avec 4 anneaux, par exemple 4,99 kΩ, il affiche la valeur la plus proche et t'indique de choisir 5 anneaux pour la valeur exacte. Les résistances à 5 anneaux ont trois chiffres, un multiplicateur et un anneau de tolérance ; celles à 6 anneaux ajoutent à la fin un anneau de coefficient de température, que l'outil affiche en ppm/K. Sous un éclairage faible, les couleurs trompent ; le marron et le rouge, ou l'orange et le rouge, se confondent souvent. Pour un composant critique, mesurer au multimètre reste donc la vérification la plus sûre.

Exemple 2 : les codes CMS 472, 1002 et 01C

Il suffit de taper dans l'outil Code CMS le marquage du composant, lettres et chiffres tels quels ; l'outil reconnaît le format tout seul et l'explique dans Comment le lire. La confusion la plus fréquente vient des codes EIA-96 comme 01C : ici, 01 n'est pas une valeur mais un numéro de position dans la série E96 à 1 %. La valeur n° 1 vaut 100 et la lettre C signifie ×100, d'où 10 kΩ. Autrement dit, 1002 et 01C désignent la même résistance sous deux formats différents. Pour les condensateurs et les inductances, deux autres outils gratuits suivent la même logique : Code de condensateur traduit 104 en 10 × 10⁴ pF = 100 nF et lit le K d'un code comme 103K comme une tolérance de 10 % ; Code d'inductance donne 101 = 100 µH et 4R7 = 4,7 µH.

Exemple 3 : une LED rouge sous 5 V à 15 mA

1. Ouvre l'outil Résistance de LED et choisis le rouge comme couleur de LED. L'outil retient pour une LED rouge une tension directe typique d'environ 1,85 V.
2. Règle Alimentation sur 5 V (une broche d'Arduino Uno) et Courant sur 15 mA. Comme tu utilises une seule LED, laisse LED en série sur 1.
3. L'outil calcule la tension qui reste pour la résistance : 5 − 1,85 = 3,15 V. La résistance calculée vaut 3,15 V / 15 mA = 210 Ω.
4. 210 Ω n'existe pas dans le commerce, alors l'outil propose la valeur normalisée immédiatement supérieure : 220 Ω. C'est la résistance rouge-rouge-marron du premier exemple, et l'outil dessine aussi ses anneaux.
5. Avec 220 Ω, le courant réel vaut 3,15 / 220 ≈ 14,3 mA. Si la tension de la LED est à sa limite haute (2,5 V pour le rouge), le courant descend à environ 11,4 mA ; la LED éclaire toujours bien.
6. La puissance dissipée dans la résistance est d'environ 45 mW. L'outil recommande au moins 1/8 W avec une marge du double ; la résistance ordinaire de 1/4 W de ton kit suffit largement.

Exemple 4 : une paire de résistances toute prête pour passer de 5 V à 3,3 V

Imagine que tu veux brancher la sortie d'un capteur 5 V sur l'entrée 3,3 V d'un ESP32 ou d'une Pico. L'outil Pont diviseur a deux modes : dans Calculer la sortie, tu saisis R1 et R2 et l'outil donne la sortie, le courant, le rapport et la puissance totale ; dans Trouver les résistances, tu saisis l'entrée et la sortie visée et l'outil propose des Paires toutes prêtes de résistances normalisées. Le calcul d'exemple s'ouvre avec 5 V en entrée, 10 kΩ en haut et 20 kΩ en bas : la sortie vaut 5 × 20 / 30 = 3,33 V et le pont consomme environ 0,17 mA. En mode Trouver les résistances, quand tu indiques 3,3 comme cible et passes d'une série à l'autre entre E12, E24 et E96, les propositions changent ; voici les résultats des deux premières séries :

Quand tu touches une paire, ses valeurs passent dans le calcul et tu vois le courant et la puissance. Pour choisir entre deux paires de même rapport, regarde le courant : un pont 4,7 kΩ / 9,1 kΩ consomme environ 0,36 mA sous 5 V, un pont 47 kΩ / 91 kΩ seulement 0,036 mA. Des résistances trop faibles gaspillent du courant, des résistances très élevées rendent la lecture analogique plus sensible. C'est pourquoi la note de l'application conseille de garder R1 + R2 en général entre 10 et 100 kΩ et rappelle que la sortie d'un pont n'est pas une alimentation : si tu y branches un moteur, un relais ou une LED, la tension chute. Un pont diviseur sert aux entrées ADC et à l'adaptation de 5 V vers 3,3 V. Pour voir la même idée en pratique, regarde le projet gratuit Mesurer l'intensité lumineuse avec une LDR : la LDR et une résistance fixe y forment aussi un pont, et l'Arduino lit la tension au point milieu.

Exemple 5 : un signal carré de 1 Hz avec le 555

L'outil Minuteur 555 propose les modes Signal carré et Impulsion unique. Pour le signal carré, tu saisis trois valeurs : R1 (entre la broche 7 et VCC), R2 (entre la broche 6 et la broche 7) et C (entre la broche 6 et GND). Le calcul d'exemple s'ouvre avec R1 = 1 kΩ, R2 = 68 kΩ et C = 10 µF. La fréquence se calcule avec f ≈ 1,44 / ((R1 + 2·R2) · C) : 1,44 / (137 kΩ × 10 µF) = 1,44 / 1,37 s ≈ 1,05 Hz. L'outil affiche aussi les durées séparément : durée HIGH 0,693 × (R1 + R2) × C ≈ 0,478 s, durée LOW 0,693 × R2 × C ≈ 0,471 s, période ≈ 0,95 s. Le rapport cyclique est la durée HIGH divisée par la période : 0,478 / 0,95 ≈ 50,4 %. L'aperçu de LED à l'écran clignote réellement à ce rythme ; quand la fréquence monte, l'outil indique que l'œil ne voit plus le clignotement et que la LED paraît aussi lumineuse que le rapport cyclique. Un exemple plus rapide : avec R1 = 1 kΩ, R2 = 10 kΩ et C = 100 nF, l'outil affiche environ 687 Hz et un rapport cyclique de 52,4 %, une tonalité audible sur un buzzer. En mode Impulsion unique, la durée vaut t = 1,1 × R × C : avec 100 kΩ et 10 µF, 1,1 seconde. Pour le brochage du circuit intégré et le montage, consulte l'article circuit intégré 555.

Exemple 6 : autonomie d'un ESP32 en deep sleep

1. Dans l'outil Autonomie batterie, choisis une 18650 comme batterie (2600 mAh). Les choix proposés comprennent aussi CR2032, 9 V, LiPo et 2 × AA, et tu peux saisir la capacité à la main.
2. Choisis ESP32 · deep sleep comme profil de courant : la carte reste éveillée 5 secondes en consommant 80 mA, consomme 10 µA en veille, et le cycle se répète toutes les 600 secondes (10 minutes).
3. Calcule le courant moyen : (80 mA × 5 s + 0,010 mA × 595 s) / 600 s = (400 + 5,95) / 600 ≈ 0,677 mA.
4. Calcule la capacité utilisable : l'outil compte 85 % de la capacité pour tenir compte du vieillissement, du froid et des pertes du régulateur : 2600 × 0,85 = 2210 mAh.
5. Calcule l'autonomie : 2210 / 0,677 ≈ 3266 heures, soit environ 136 jours (4,5 mois).

La leçon du tableau est nette : avec le profil prêt, environ 98,5 % de l'énergie est consommée en phase active, et l'outil l'écrit clairement : « L'essentiel de l'énergie est consommé en phase active ». Faire passer le courant de veille de 10 µA à 5 µA ne change presque rien au résultat, alors que ramener l'éveil de 5 secondes à 1 seconde multiplie l'autonomie par près de cinq. L'outil trace le profil de courant sur un graphique logarithmique de deux cycles : tu vois en même temps le pic d'éveil, court et haut, et le plancher de veille, long et bas. Une mise en garde : des cartes comme l'Arduino Uno consomment des milliampères même en veille à cause de leur régulateur et de leur LED d'alimentation, si bien que mettre un Uno en veille n'allonge pas l'autonomie autant que sur un ESP32. Le projet Premium Mode veille profonde de l'ESP32 — Économie de batterie (OLED + compteur RAM RTC) de l'application montre ce scénario en code ; pour alimenter une carte sur piles, vois l'article alimenter un Arduino sur piles.

Exemple 7 : constante de temps RC et fréquence de coupure

Dans l'outil Constante de temps RC, tu saisis une résistance et un condensateur et tu choisis la courbe de Charge ou de Décharge. Pour les 10 kΩ et 100 µF du calcul d'exemple, τ = R × C = 10 000 Ω × 0,0001 F = 1 seconde. L'outil dresse un tableau : à 1τ (1 s), le condensateur atteint 63 % de la tension d'alimentation, à 2τ 86 %, à 3τ 95 % ; à 5τ (5 s), il est considéré comme plein avec 99,3 %. Il faut 0,69 seconde pour atteindre 50 %. Utilisé en filtre passe-bas, le même circuit RC a une fréquence de coupure fc = 1 / (2π × R × C) ≈ 0,16 Hz. Remplace le condensateur par 100 nF : τ tombe à 1 milliseconde et la coupure passe à environ 159 Hz, une plage plus utile pour lisser une sortie PWM ou les rebonds d'un bouton-poussoir. Tu peux saisir les valeurs sous la forme 100n, 4u7 ou 22p ; si le condensateur porte un marquage comme 104, décode-le d'abord avec l'outil Code de condensateur. Pour ramener plusieurs condensateurs en parallèle à une seule valeur, utilise l'outil Série / parallèle C.

Calculs enregistrés, Utilisés récemment, recherche et Proposer un outil

• Calculs enregistrés (Premium) : le bouton Enregistrer sous un outil sauvegarde le calcul et ses données dans ton compte ; il ne se perd pas si tu changes de téléphone et apparaît sur tous tes appareils. En touchant un calcul enregistré, l'outil se rouvre avec les mêmes valeurs ; ceux dont tu n'as plus besoin s'effacent avec Supprimer. Avec un compte gratuit, toucher Enregistrer ouvre la présentation Premium.
• Partager : envoie le résultat sous forme de court texte par message ou via une autre application, un moyen rapide de transmettre à ton binôme de TP la résistance que tu as calculée.
• Utilisés récemment : les six derniers outils ouverts restent dans une bande en haut de l'écran, pour revenir à ton outil préféré d'un seul geste.
• Recherche : ce que tu tapes dans la zone Chercher : résistance, LED, 555… filtre les outils et le nombre de résultats s'affiche. S'il n'y en a aucun, l'écran te renvoie vers la carte de proposition.
• Proposer un outil : sur la carte Il te manque un outil ? en bas de la liste, touche Proposer et écris en quelques mots quel calculateur ou quelle table te serait utile. Les exemples donnés par l'application sont « broches d'afficheur 7 segments » et « calcul de convertisseur abaisseur ».

Brochage et Transistors : des tables de référence pour l'établi

L'outil Brochage affiche les broches d'une carte sur un dessin de la carte. En plus de l'Arduino Uno, de l'ESP32 et de la Raspberry Pi Pico, il comprend des cartes des mêmes familles : Arduino Nano, Mega et Leonardo, ESP32-S3 et C3 SuperMini, Raspberry Pi 4 et Zero 2 W. Les filtres du haut mettent en évidence, groupe par groupe, les broches Analogique, PWM, I2C, SPI, UART, DAC et Attention. Quand tu touches une broche, la carte BROCHE SÉLECTIONNÉE s'ouvre avec son niveau logique, sa limite de courant (20 mA recommandés sur l'Uno, 40 mA au maximum ; 4 mA par défaut sur la Pico, jusqu'à 12 mA) et une explication de l'utilité de cette fonction ; tu peux aussi copier un exemple de code pour la broche. Les notes évitent des erreurs concrètes : sur l'ESP32, les broches ADC2 ne peuvent pas faire de lecture analogique quand le Wi-Fi est actif, sur la Pico l'entrée analogique ne fonctionne que sur GP26, GP27 et GP28, et une broche utilisée pour l'I2C ne peut pas faire de lecture analogique en même temps. Pour toutes les broches de l'Uno, il y a aussi l'article brochage de l'Arduino Uno.

L'outil Transistors répertorie les transistors NPN et PNP et les MOSFET les plus courants ; tape BC547, TIP120 ou IRLZ44N dans la recherche. Chaque fiche indique l'ordre des broches (face marquée vers toi, pattes en bas, de gauche à droite), les limites de tension et de courant et une ligne Équivalent. Cette ligne signale un piège important : le BC547 et le 2N3904 sont interchangeables, mais leurs broches ne sont pas dans le même ordre (CBE sur le BC547, EBC sur le 2N3904) ; si tu remplaces le composant sans vérifier le montage, le transistor se retrouve à l'envers. Les deux autres outils de la section Référence servent aussi en cours : dans Portes logiques, tu testes AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR et XNOR en touchant les entrées A et B, et tu vois la table de vérité et les références des circuits intégrés (7400 et 4011 pour NAND, par exemple). La table gratuite Tensions des LED donne pour chaque couleur la tension typique et maximale et le courant maximal. Pour la théorie, vois qu'est-ce qu'un transistor et portes logiques.

Pour les élèves et les enseignants : quel outil pour quel cours ?

Les outils ne remplacent pas un manuel, mais ils sont une bonne deuxième étape pour vérifier un calcul fait à la main. Imagine que tu fais cours sur la loi d'Ohm à une classe de 24 élèves : ils font d'abord le calcul sur papier, le comparent ensuite avec l'outil gratuit et mesurent enfin au multimètre. Pour une séquence qui détaille ce déroulé en trois étapes, vois l'article activité sur la loi d'Ohm. Pour les outils marqués « exemple » dans le tableau, un compte gratuit n'affiche que l'exemple tout prêt ; si les élèves doivent essayer d'autres valeurs, projette un compte Premium au tableau ou construis la consigne autour des valeurs de l'exemple.

Guide de choix : j'ai X, quel outil j'ouvre ?

• Une résistance à anneaux de couleur → Code couleur.
• Une minuscule résistance CMS avec un code de 3 à 4 caractères → Code CMS.
• Un condensateur marqué 104, 473 ou 2n2 → Code de condensateur ; pour en associer plusieurs → Série / parallèle C.
• Une inductance marquée 101 ou 4R7 → Code d'inductance.
• Une LED et une tension d'alimentation → Résistance de LED ; tu te demandes combien de volts demande une couleur de LED → Tensions des LED.
• Une valeur calculée introuvable dans le commerce, par exemple 5 kΩ → Valeur normalisée : en E12, 4,7 kΩ + 330 Ω en série (5,03 kΩ) ou 10 kΩ ∥ 10 kΩ en parallèle (5 kΩ pile).
• Deux grandeurs connues, par exemple tension et résistance → Loi d'Ohm ; une chaîne de plusieurs résistances → Série / parallèle.
• Un signal 5 V et une carte 3,3 V → Pont diviseur.
• Un 555 et quelques résistances et condensateurs → Minuteur 555 ; le temps de charge d'un seul condensateur → Constante de temps RC.
• Un projet ESP32 sur batterie → Autonomie batterie.
• Un signal de capteur trop faible qu'il faut amplifier → Gain d'ampli-op (la théorie est dans qu'est-ce qu'un amplificateur opérationnel).
• Un transistor que tu ne connais pas → Transistors ; une carte dont tu ne sais pas quoi brancher sur quelle broche → Brochage.
• Un circuit logique comme le 7400 → Portes logiques.

En résumé : les calculs de tous les jours, comme lire couleurs et codes, la loi d'Ohm et la résistance de LED, sont prêts sur ton téléphone avec les outils gratuits ; les calculs de conception comme le pont diviseur, le 555, l'autonomie et les temps RC se découvrent d'abord dans l'exemple, puis se font avec tes propres valeurs grâce à Premium si tu en as besoin. Un calcul ne fait pas fonctionner un circuit à lui seul ; il faut encore essayer le résultat sur une plaque d'essai. Ouvre l'écran Outils dans l'application BlueGrays, refais un des exemples de cet article avec tes propres composants, puis monte le projet gratuit Clignotement d'une LED ou Feu de circulation avec les mêmes résistances et LED. Si tu veux contrôler ton circuit depuis ton téléphone, essaie BlueGrays IoT dans Atelier › Mes appareils › Ajouter un appareil. Tu choisis l'un des 8 modèles prêts pour un ESP32 ou une Raspberry Pi Pico W. Ohmi prépare le code avec la clé de ton appareil, et tu le téléverses une seule fois depuis l'Arduino IDE avec la bibliothèque BlueGraysIoT. Ton premier appareil est gratuit : 1 appareil, un graphique pour 1 valeur et 24 heures d'historique. Pour les étapes, consulte le guide pour contrôler un ESP32 depuis ton téléphone.